实验1 热敏电阻测温度

实验1：热敏电阻测温度【实验目的】了解热敏电阻的工作原理和应用。【实验原理】图2.1.1热敏电阻以负温度系数热敏电阻（NTC）为例，NTC是NegativeTemperatureCoefficient的缩写，意思是负的温度系数，泛指负温度系数很大的半导体材料或元器件，所谓NTC热敏电阻器就是负温度系数热敏电阻器。它是以锰、钴、镍和铜等金属氧化物为主要材料，采用陶瓷工艺制造而成的。这些金属氧化物材料都具有半导体性质，因为在导电方式上完全类似锗、硅等半导体材料。温度低时，这些氧化物材料的载流子（电子和孔穴）数目少，所以其电阻值较高；随着温度的升高，载流子数目增加，所以电阻值降低。NTC热敏电阻器在室温下的变化范围在100—1000000欧姆，温度系数-2%至-6.5%。NTC热敏电阻器可广泛应用于温度测量、温度补偿、抑制浪涌电流等场合。热敏电阻的电阻值与温度的关系为：R=AA，B是与半导体材料有关的常数，T为绝对温度，根据定义，电阻温度系数为：α=Rt是在温度为t热敏电阻和电阻一样，在有电流通过的时候会产生焦耳热。对于一个设法测量外界温度的热敏电阻而言，这样的自发产生的热量可能会影响测量结果。因此需要尽可能的减小通过其中的电流，这样外界的温度效应将远远大于电流所产生的热效应。【实验所需传感器与元器件】热敏电阻NTC-MF52-103/343510K*1电阻10kΩ*1【实验步骤】确保电源断开，按图2.1.2连接电路。在原型板上使用10k电阻与热敏电阻连接分压式电路，输入电压连接至【VPS+】和【GROUND】，热敏电阻两端电压连接至【AI0+】和【AI0-】。部分电路可能已经搭好，注意检查是否正确。图2.1.2热敏电阻测温度电路图检查电路无误后先打开NIELVISⅡ工作站开关，再打开原型板开关，等待计算机识别设备。打开VI：Exercises/Lab_1/Thermistor.vi，波形显示与信号采集部分已连好，实验所使用信号采集的采样率为1000S/s，程序框图如下图所示。图2.1.3热敏电阻测温度已连接程序框图设定输入电压与通道。在【测量IO】>【NIELVISmx】下找到函数【VariablePowerSupplies】，并添加至程序框图。设定通道为Dev3，VPS+为+2.73V，VPS-为0V。同时将停止按钮连接至函数Stop输入端，以确保在程序结束的时候VPS被重置为零。图2.1.4热敏电阻测温度电路图根据分压方程计算热敏电阻阻值。R在环境温度为25摄氏度的情况下，热敏电阻阻抗大约为10kΩ。以上比例方程已被编写为子VI，如下图中的程序框图所示。图2.1.5计算热敏电阻阻值子VI确定标定方程。您可以通过数学函数拟合响应曲线，得到标定曲线。以下标定VI是热敏电阻常用的，它展示了您可以使用LabVIEW公式节点计算数学方程。图2.1.6计算温度子VI将计算热敏电阻阻值的子VI“Scaling.vi”和标定方程子VI“ConvertR-T.vi”添加至程序框图。使用函数【数组】>【索引数组】将通道AI0的数据从八通道的数组中提取出来，设置索引为0。设置参考电阻值为10（kΩ），并按下图方式连接程序框图。图2.1.7热敏电阻测温度程序框图切换至前面板，在枚举输入中选择本次实验“热敏电阻测量温度”。点击运行按钮，用手指触摸热敏电阻，将观察到温度值、温度计、波形图中温度的上升。若温度输出异常，检查热敏电阻型号与标定方程是否匹配。图2.1.8操作正确后前面板示例点击“STOP”按键，保存并退出VI。【拓展实验】使用热敏电阻设